Комплексный анализ кодирования и не

Apr 26, 2023

Научные отчеты, том 13, Номер статьи: 9252 (2023) Цитировать эту статью

122 доступа

1 Альтметрика

Подробности о метриках

Болезнь Вильсона (БВ) — аутосомно-рецессивное заболевание с генетической основой. Преобладающим немоторным симптомом БВ является когнитивная дисфункция, хотя конкретный генетический механизм регуляции остается неясным. Мыши Tx-J с гомологией последовательностей гена ATP7B на 82% и человеческого гена считаются наиболее подходящей моделью БВ. В этом исследовании используется глубокое секвенирование для изучения различий в профилях транскриптов РНК, как кодирующих, так и некодирующих, а также функциональных характеристик регуляторной сети, участвующей в когнитивных нарушениях БВ. Когнитивную функцию мышей tx-J оценивали с помощью теста водного лабиринта (WMT). Профили длинной некодирующей РНК (днРНК), кольцевой РНК (циркулярной РНК) и информационной РНК (мРНК) были проанализированы в ткани гиппокампа мышей tx-J для идентификации дифференциально экспрессируемых РНК (DE-РНК). Впоследствии DE-РНК были использованы для построения сетей белок-белкового взаимодействия (PPI), а также сетей экспрессии конкурирующих эндогенных РНК (ceRNA), связанных с DE-циркулярными РНК и днРНК, и сетей коэкспрессии кодирующей-некодирующей (CNC). Чтобы выяснить их биологические функции и пути, сети PPI и ceRNA были подвергнуты анализу путей Gene Ontology (GO) и Киотской энциклопедии генов и геномов (KEGG). Всего 361 дифференциально экспрессируемая мРНК (DE-мРНК), в том числе 193 мРНК с повышающей регуляцией и 168 мРНК с понижающей регуляцией, 2627 дифференциально экспрессируемых длинных некодирующих РНК (DE-lncRNA), состоящих из 1270 с повышающей регуляцией и 1357 с понижающей регуляцией. lncRNA и 99 дифференциально экспрессируемых кольцевых РНК (DE-circRNA), состоящих из 68 повышающих и 31 понижающих циркулярных РНК, наблюдались в группе мышей tx-J по сравнению с контрольной группой мышей. Анализ генной онтологии (GO) и путей показал, что DE-мРНК были обогащены клеточными процессами, путями передачи сигналов кальция и путями наблюдения за мРНК. Напротив, сеть конкурирующих эндогенных РНК (ceRNA), связанных с DE-циркулярными РНК, была обогащена модификацией ковалентного хроматина, модификацией гистонов и наведением аксонов, тогда как сеть ceRNA, ассоциированная с DE-lncRNA, была обогащена для дендритных шипов, при этом участвовала регуляция морфогенеза клеток. в дифференцировке и пути наблюдения за мРНК. В исследовании представлены профили экспрессии lncRNA, circRNA и мРНК в ткани гиппокампа мышей tx-J. Кроме того, в ходе исследования были построены сети экспрессии PPI, ceRNA и CNC. Полученные данные важны для понимания функции регуляторных генов при болезни Паркинсона, связанной с когнитивными нарушениями. Эти результаты также предоставляют ценную информацию для диагностики и лечения БВ.

Болезнь Вильсона (БВ) — аутосомно-рецессивное заболевание, вызванное мутациями в переносчике меди желчных протоков ATP7B, вызывающем избыточное накопление меди (Cu) в тканях, которое было введено Киннером Уилсоном в 1912 году. Ген ATP7B представляет собой АТФазу P-типа. который может поддерживать правильную концентрацию меди в организме. Мутации этого гена приводят к накоплению меди в различных тканях и органах, включая печень, мозг, роговицу и почки2. Таким образом, клиническая картина БВ варьируется от бессимптомного состояния до печеночного, неврологического, офтальмологического и психиатрического3. Заболевание печени может проявляться как первое клиническое проявление болезни Вильсона (БВ) с рядом симптомов, включая бессимптомное повышение уровня печеночных ферментов, острый гепатит, тяжелый гепатит, компенсированный/декомпенсированный цирроз печени и даже острую печеночную недостаточность4. После печеночных проявлений наиболее частым клиническим симптомом являются неврологические симптомы, которые могут проявляться в виде двигательных расстройств различной степени, таких как тремор, дистония или паркинсонизм, а также немоторных дисфункций, таких как дизартрия, дисфагия, психические расстройства, когнитивные дисфункции, расстройства личности. и т. д.5. Патологическое отложение меди в глазах может также привести к офтальмологическим проявлениям, типичным для БВ, таким как кольца Кайзера-Флейшера и катаракта подсолнечника6. Кроме того, отложение меди в сердце может вызвать нарушения сердечного ритма, кардиомиопатию и т. д.; заболевание почек может привести к дисфункции канальцев, образованию камней в почках, гиперкальциурии и т. д.; костная система может проявляться остеопорозом, кальцинозом хряща, остеоартритом и т. д.; женская репродуктивная система может проявляться нерегулярными менструациями, бесплодием, привычным выкидышем и т. д.7. Когнитивная дисфункция является основным немоторным симптомом в неврологических системах. Кирк и др. обнаружили, что когнитивные нарушения присутствовали более чем у половины стабильных пациентов с БВ независимо от фенотипа и сохранялись при длительном течении заболевания8. Ранняя диагностика и своевременное лечение БВ, одного из немногих излечимых врожденных генетических заболеваний, могут способствовать эффективному контролю9.